掃描隧道電鏡簡(jiǎn)介

中文名稱

掃描隧道電鏡

英文名稱

scanning tunnel electron microscope;STEM

定　　義

一種可以獲得高分辨率三維影像的電子顯微鏡。利用量子隧道效應(yīng)，以原子線度的極細(xì)針尖在接近樣品表面(小于1 nm)處掃描，可以顯示樣品原子尺度的表面特征。如可分辨出DNA分子的螺旋結(jié)構(gòu)和堿基對(duì)排列。

應(yīng)用學(xué)科

生物化學(xué)與分子生物學(xué)（一級(jí)學(xué)科），方法與技術(shù)（二級(jí)學(xué)科）

上篇 掃描電鏡-X射線能譜儀基本原理

第1章 概述

1．1 掃描電鏡的產(chǎn)生和發(fā)展

1．2 掃描電鏡的種類與特點(diǎn)

1．2．1 掃描隧道顯微鏡（STM）

1．2．2 雙束掃描電鏡（FIB）

1．2．3 環(huán)境掃描電鏡（ESEM）

1．2．4 冷凍掃描電鏡（Cryo-SEM）

1．2．5 掃描透電鏡（STEM）

1．3 掃描電鏡的發(fā)展趨勢(shì)

第2章 掃描電鏡的原理、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用技術(shù)

2．1 基礎(chǔ)知識(shí)

2．1．1 分辨率

2．1．2 放大倍率

2．1．3 像差

2．1．4 電子束斑

2．2 電子束與物質(zhì)的相互作用

2．2．1 散

2．2．2 主要成像信號(hào)

2．3 掃描電鏡的結(jié)構(gòu)與工作原理

2．3．1 電鏡的工作原理

2．3．2 掃描電鏡的結(jié)構(gòu)

2．3．3 圖像襯度和成因

2．4 圖像質(zhì)量及主要影響因素

2．4．1 高質(zhì)量圖像特征點(diǎn)組成

2．4．2 圖像質(zhì)量影響因素——儀器參數(shù)

2．4．3 圖像質(zhì)量影響因素——作技術(shù)

2．5 掃描電鏡樣品制備技術(shù)

第3章 X射線能譜儀原理、結(jié)構(gòu)及分析技術(shù)

3．1 X射線的產(chǎn)生及應(yīng)用

3．2 能譜儀結(jié)構(gòu)及工作原理

3．3 能譜測(cè)試中的基本概念

3．3．1 幾何位置

3．3．2 軟件參數(shù)

3．3．3 儀器性能指標(biāo)

3．4 能譜儀的分析特點(diǎn)

3．5 能譜儀定性和定量分析

3．5．1 定性分析

3．5．2 定量分析及校正方法

3．5．3 其他定量校正方法

3．6 能譜儀的分析方法

3．7 能譜分析的主要參數(shù)選擇

3．7．1 加速電壓的選擇

3．7．2 特征X射線的選擇

3．7．3 束流

3．8 能譜定量分析誤差及探測(cè)限

3．8．1 誤差來(lái)源

3．8．2 脈沖計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)誤差

3．8．3 探測(cè)限（CL）

下篇 特殊分析技術(shù)原理及應(yīng)用

第4章 低電壓成像分析技術(shù)

4．1 低電壓掃描電鏡技術(shù)突破

4．1．1 低電壓成像技術(shù)的限制

4．1．2 低電壓成像技術(shù)的突破

4．2 低電壓成像技術(shù)的應(yīng)用及原理

4．2．1 非導(dǎo)電材料上的成像應(yīng)用

4．2．2 熱敏材料上的成像應(yīng)用

4．2．3 材料極表面區(qū)域的成像應(yīng)用

第5章 高空間分辨率能譜分析技術(shù)

5．1 技術(shù)概述

5．2 低電壓提高能譜空間分辨率技術(shù)

5．2．1 基本原理

5．2．2 低電壓能譜分析特點(diǎn)

5．2．3 典型案例分析

5．3 薄片法提高能譜空間分辨率技術(shù)

5．3．1 基本原理

5．3．2 薄片法分析特點(diǎn)

5．3．3 經(jīng)典應(yīng)用案例分析

第6章 荷電問(wèn)題及其解決技術(shù)

6．1 荷電現(xiàn)象描述

6．2 荷電效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)理

6．3 荷電效應(yīng)對(duì)圖像質(zhì)量的影響

6．4 荷電問(wèn)題的解決技術(shù)及應(yīng)用案例

6．4．1 多余電荷的及時(shí)消除

6．4．2 出入電流的動(dòng)態(tài)平衡

6．4．3 荷電不敏感的成像信號(hào)或裝置選擇

第7章 低真空成像分析技術(shù)

7．1 低真空模式特點(diǎn)

7．2 低真空模式的硬件配備

7．3 低真空成像技術(shù)的應(yīng)用

7．3．1 非導(dǎo)電樣品的直接觀察

7．3．2 生物樣品的原生態(tài)觀察

第8章 高景深及立體成像分析技術(shù)

8．1 技術(shù)概述

8．2 基本理論

8．3 圖像景深的參數(shù)影響及應(yīng)用案例

8．3．1 工作距離對(duì)圖像景深的影響

8．3．2 物鏡光闌對(duì)圖像景深的影響

8．4 立體成像技術(shù)應(yīng)用

第9章 顆粒檢測(cè)分析技術(shù)

9．1 工作原理

9．2 制樣方法

9．3 測(cè)試方法和過(guò)程

9．4 案例分析

第10章 特殊樣品的能譜分析技術(shù)

10．1 輕重元素兼具樣品的能譜分析技術(shù)

10．2 粗糙樣品的定量分析技術(shù)

10．3 譜峰相近元素樣品的能譜分析技術(shù)

10．4 納米填充顆粒能譜分析技術(shù)

10．5 低真空條件下的能譜分析誤差

參考文獻(xiàn)

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透射電鏡(TEM)模式分辨率不大于1.2 nm 掃描電鏡(SEM)模式分辨率不大于3 nm 樣品腔真空度優(yōu)于10-5 mbar。

掃描電鏡與X光微區(qū)分析、微區(qū)電子衍射、俄歇電子譜儀、電子損失能譜儀等技術(shù)相結(jié)合，可以在觀察形貌的同時(shí)，對(duì)試樣進(jìn)行微區(qū)化學(xué)成分及結(jié)構(gòu)分析。掃描電鏡配上特制拉伸臺(tái)，可以觀察試樣在高溫、低溫、拉伸，彎曲等過(guò)程的動(dòng)態(tài)變化。作為探測(cè)微觀世界“眼睛”的掃描電鏡近年來(lái)又有了新的進(jìn)展，掃描隧道顯微鏡的出現(xiàn)，使分辨率提高到2～3埃，推動(dòng)了納米材料的制備與加工的進(jìn)展。但是也有其局限性，儀器復(fù)雜，價(jià)格昂費(fèi)，試樣制備困難。使用范圍也有一定局限性。 2100433B